پایان نامه ارشد مکانیک -112 صفحه
((فایل word و قابل ویرایش می باشد.))
بعد از پرداخت به راحتی همان لحظه می توانید آن را دانلود کنید.
پایان نامه ارشد مکانیک - تبدیل انرژی
شبیه سازی عددی گردابه ساز پروانه ای داخل لوله با استفاده از مدل جریان درهم برای افزایش ضریب انتقال حرارت
Numerical Simulation of In-Tube Butterfly Vortex Using the Hash Flow Model to Increase Heat Transfer Coefficient
قیمت انجام پایان نامه از 2 میلیون تا 4 میلیون تومان متغیر است که پایان نامه های آماده قیمت ناچیزی دارند.
پس منصف باشید و قیمت ها را با هم مقایسه کنید.
((((پایان نامه ها و تحقیق های تخصصی سایت حاصل زحمت محققین سایت می باشد و اینترنتی نیست.))))
چكیده
جریان های چرخشی در حوزه¬های مختلف دارای کاربردهای گسترده ای هستند، مانند دستگاه های مخلوط کننده ی شیمیایی و یا تفکیک¬کننده های مکانیکی، راکتورهای شیمیایی، محفظه های اشتعال، ماشین آلات توربو، صنایع موشکی، راکتورهای گداخت و دستگاه های کنترل آلودگی. استفاده ی بهتر از جریان های چرخشی، می تواند موجب بهبود در انتقال جرم و گرما بشود. در یک جریان چرخشی، یک حرکت دوار در جهت مماسی، به اضافه ی جهات محوری و شعاعی وجود دارد. جریان های چرخشی را می توان به دو دسته تقسیم بندی کرد : غیر کاهشی ( پایدار ) و کاهشی (ناپایدار). در مورد اول، چرخش به طور پیوسته است یعنی جریان مشخصات خودش را در کل طول لوله در جهت جریان حفظ می کند. در مورد دوم، چرخش با قرار دادن یک هدایت کننده ی جریان در ورودی جریان ایجاد می شود و سپس اثر این چرخش در طول حرکت محوری جریان، کاهش پیدا می کند. در این تحقیق با استفاده از مدل سازی بررسی تاثیر چرخش جریان سیال داخل لوله بر پارامترهای جریان آرام برای حالت تک فاز با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی و پس از حل معادله های بقای جرم، مومنتوم و انرژی انجام خواهد شد. هدف اصلی بررسی مشخصات انتقال گرما و افت فشار جریان چرخشی کاهشی در یک لوله ی افقی می باشد. در این پژوهش ابتدا هندسه به وسیله نرم افزار سالید ورکس ایجاد و مش بندی لوله با استفاده از نرم افزار گمبیت انجام شده و سپس مدل تولید شده وارد نرم افزار شبیه ساز فلوئنت شده است. ابتدا نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی بالی و همکاران اعتبار سنجی شده و سپس به تحلیل نتایج پرداخته شده است. ملاحظه شد که افزودن مولدی گردابه سبب افزایش عدد ناسلت و ضریب اصطکاک شده به طوریکه ضریب اصطکاک از 3.72 به 29.19 در عدد رینولدز 5070 و عدد ناسلت از 2.98 به 7.28 در عدد رینولدز 5070 رسیده است. این امر به دلیل شدت آشفتگی تولید شده توسط مولد گردابه است که منجر به اختلاط سریع شده و باعث بهبود انتقال حرارت می-شود.
فهرست مطالب
چكیده
فصل اول: بررسی انواع وسایل افزاینده انتقال حرارت
1-1 مقدمه
1-2 وسایل افزاینده انتقال حرارت
1-2-1 نوارهای تابیده
1-2-2 مفتولهای پیچشی
1-2-3 شبکه های سیمی
1-2-4 قرار دادن مولد گردابه
1-3 ساختار تحقیق
فصل دوم: کلیات و تاریخچه
2-1 مقدمه
2-2 مروری بر تحقیقات گذشته
2-3 هدف پایان نامه
فصل سوم: معادلات حاکم
3-1 مقدمه
3-2 بررسی مدلهای درهم
3-2-1 روش آماری بررسی جریانات آشفته
3-2-2 نوشتن معادلات حرکت در جریان آشفته
3-2-2-1 معادله پیوستگی برای جریان آشفته
3-2-3 مدل سازی جریان های آشفته
3-2-4 روابط اساسی حاکم بر ویسکوزیته ادی
3-2-5 مدل های ویسکوزیته ادی
الف) مدل استاندارد K- ?
ب) ویژگیهای مدل استاندارد K- ?
ج) مدل توسعه یافته K- ?
د) ویژگیهای مدل توسعه یافته K- ?
3-3 معادلات حاکم
3-3-1 معادلات حاکم بر جریان های آشفته
3- 4 الگوریتم سیمپل
فصل چهارم: ارائه نتایج
4-1مقدمه
4-2 ارزیابی مدل عددی
4-3 صحت مدل عددی
4-4 بررسی نتایج
4-4-1بررسی تاثیر افزودن مولد گردابه
4-4-2بررسی اثر زاویه ی پره
4-4-3بررسی اثر تعداد مولدهای گردابه
فصل پنجم: نتیجه گیری
5-1 نتیجه گیری
5-2 ارائه ی پیشنهاد برای پژوهش های آینده
منابع
منابع
A.K. Gupta, D.G. Lilley, N. Syred, Swirl Flows, Abacus Press, Cambridge, 1984.
A.E. Bergles, M.K. Jensen, B. Shome, The literature on enhancement of convective heat and mass transfer, J. Enhanced Heat Transfer 4, 1–6,1996.
L. Wang and B. Sunden, "Performance Comparison of some Tube Inserts", Int. Comm. Heat Mass Transfer, 29, No.1, pp. 45-56, 2002.
http://www.envirotechnet.com/heatexchange.com/enhancement.htm
A. E. Bergles, "ExHFT for Generation Heat Transfer Technology", Experimental Thermal and Fluid Science, 26, pp. 335-344, 2002.
G. Johar, Experimental studies on heat transfer augmentation using modified reduced width twisted tapes as inserts for tube side flow of liquids, (BSc Thesis) National institute of technology, Rourkela, India, 2010.
S.K. Agarwal, M. Raja Rao, Heat transfer augmentation for flow of viscous liquid in circular tubes using twisted tape inserts, Int. J. Heat Mass Transfer 99 ,3547–3557, 1996.
A. Dewan, P. Mahanta, K. Sumithraju, P.S. kumar, Review of passive heat transfer augmentation techniques, Proc. Inst. Mech. Eng. A J. Power Energy 218, 2004.
R.M. Manglik, A.E. Bergles, Heat transfer and pressure drop correlations for twisted-tape inserts in isothermal tubes: part II—transit ion and turbulent flows, J. HeatTransf. 115, 890–896,1993.
ESDU 97007, "Heat Transfer Enhancement in Heat Exchanger Design and Utilization", Part1, ESDU International Ltd, London, UK, 1998.
M. R. Jafari Nasr, "Identification and Application of Heat Transfer Enhancement", Ph. D. Thesis, UMIST, UK, 1997.
http://www.envirotechnet.com/heatexchange.com/enhancement.htm
R.M. Manglik, A.E. Bergles, Heat transfer and pressure drop correlations for twisted-tape inserts in isothermal tubes: part II—transit ion and turbulent flows, J. HeatTransf. 115 (1993) 890–896
Saha , S.K; Dutta , A; Dhal, S.K “Friction and heat transfer characteristics of laminar swirl flowthrough a circular tube fitted with regularly spaced twisted-tapeelements” , Journal of Heat and MasTransfer, November 2001,44(22) p. p.4211-4223
S. Ito, K. Ogawa, C. Kuroda, Decay process of swirling in a circular pipe, Proc. Soc. Chem. Eng. 4 (3) (1978) 247–251.
A.A. Khalatov, V.K. Shchukin, The effect of flow swirl on local heat and mass transfer in turbulent flows in pipe inlets, Heat Transfer – Soviet Res. 11 (3) (1979) 10–15.
S.W. Hong, A.E. Bergles, Augmentation of laminar flow heat transfer in tube by means of twisted-tape inserts, J. Heat Transfer 99 (1976) 251–256.
J.P. Du Plessis, D.G. Kro¨ ger, Heat transfer correlation for thermally developing laminar flow in a smooth tube with a twisted-tape insert, Int. J. Heat Mass Transfer 30 (3) (1987) 509–515.
Ujhidy, A ; Németh, J; Szépv?lgyi, J “Fluid flow in tubes with helical elements”, Chemical Engineering and Processing:Process Intensification, January 2003,42(1) ,p. p.1-7
Kumar, P.; Suresh, P; Mahanta, A “Study of laminar flow in a large diameter annulus with twisted tape inserts” January 2003, p. p.115-125
O. Kitoh, Experimental study of turbulent swirling flow in a straight pipe, J. Fluid Mech. 225 (1991) 445–479.
M.E. Taslim, S.D. Spring, Effects of turbulator profile and spacing on heat transfer and friction in a channel, J. Thermophys. Heat Transfer 8 (3) (1994) 555–562.
A. Klaczak, Heat transfer in tubes with spiral and helical turbulators, J. Heat Transfer (1973) 557–559.
A. Klaczak, Heat transfer and pressure drop in tubes with short turbulators, Heat Mass Transfer 31 (1996) 399–401.
P.K. Sarma, T. Subramanyam, P.S. Kishore, V.D. Rao, S. Kakac, A new method to predict convective heat transfer in a tube with twisted tape inserts for turbulent flow, Int. J. Therm. Sci. 41 (10) (2002) 955–960.
M. Y?lmaz, O¨ . C, omakl?, S. Yap?c?, Enhancement of heat transfer by turbulent decaying swirl flow, Energy Convers. Manage. 40 (1999) 1365–1376.
M. Y?lmaz, S. Yap?c?, O¨ . C, omakl?, O.N. Sara, Energy correlation of heat transfer and enhancement efficiency in decaying swirl flow, Heat Mass Transfer 38 (2002) 351–358.
M. Y?lmaz, O¨ . C, omakl?, S. Yap?c?, O.N. Sara, Heat transfer and friction characteristics in decaying swirl flow generated by different radial guide vane swirl generators, Energy Convers. Manage. 44 (2003) 283–300.
S. Martemianow, V.L. Okulov, On heat transfer enhancement in swirl pipe flows, Int. J. Heat Mass Transfer 47 (2004) 2379–2393.
S.K. Saha, A. Dutta, Thermohydraulic study of laminar swirl flow through a circular tube fitted with twisted tapes, J. Heat Transfer 123 (3) (2001) 417–427.
S.K. Saha, A. Dutta, S.K. Dhal, Friction and heat transfer characteristics of laminar swirl flow through a circular tube fitted with regularly spaced twisted tape elements, Int. J. Heat Mass Transfer 44 (2001) 4211–4223.
A.G. Patil, Laminar flow heat transfer and pressure drop characteristics of power-law fluids inside pubes with varying width twisted tape inserts, J. Heat Transfer 122 (1) (2000) 143–149.
H.Y. Wu, H.E. Cheng, R.J. Shual, Q.T. Zhou, An analytical model for decaying swirl flow and heat transfer inside a tube, J. Heat Transfer 122 (1) (2000) 204–208.
T. Bali, Modelling of heat transfer and fluid flow for decaying swirl flow in a circular pipe, Int. Commun. Heat Mass Transfer 25 (3) (1998) 349–358.
T. Bali, T. Ayhan, Experimental investigation of propeller type swirl generator for a circular pipe flow, Int. Commun. Heat Mass Transfer 26 (1) (1999) 13–22.
Saha, S.K; Gaitonde, U.N; Date, A.W “Heat transfer and pressure drop characteristics of laminar flow in a circular tube fitted with regularly spaced twisted-tape elements”, Experimental Thermal and Fluid Science, , July 1989,2(3),p.p.310–322.
A.E. Zohir, Ali A. Abdel Aziz, M.A. Habib.," Heat transfer characteristics and pressure drop of the concentric tube equipped with coiled wires for pulsating turbulent flow".,Experimental Thermal and Fluid Science 65,41–51.,2015.
M.M.K. Bhuiya, M.S.U. Chowdhury , M. Shahabuddin , M. Saha , L.A. Memon.," Thermal characteristics in a heat exchanger tube fitted with triple twisted tape inserts".,International Communications in Heat and Mass Transfer 48 , 124–132.,2013.
S. Naga Sarada, A.V. Sita Rama Raju, K. Kalyani Radha, L. Shyam Sunder.," Enhancement of heat transfer using varying width twisted tape inserts".,International Journal of Engineering, Science and Technology Vol. 2, No. 6, pp. 107-118.,2010.
WenLiu,BofengBai.," A numericalstudyonhelicalvorticesinducedbyashort twisted tapeinacircularpipe".,Case StudiesinThermalEngineering5.,134–142.,2015.
Hanumant Jagdale., Subhash Lahane., A. T. Autee.," HEAT TRANSFER ENHANCEMENT IN HEAT EXCHANGER USING TANGENTIAL INJECTOR TYPE SWIRL GENERATOR".,International Journal of Innovation in Engineering, Research and Technology [IJIERT].,2015.
C. Moisel, T.H. Carolus.," Comparison of axial and radial blade cascades for bidirectional wave energy air-turbines".,10th European Wave and Tidal Energy Conference, Aalborg, DK, 2 - 5 Sept.,2013.
Betu Ayhan Sarac¸, Tulin Bali.," An experimental study on heat transfer and pressure drop characteristics of decaying swirl flow through a circular pipe with a vortex generator".,Experimental Thermal and Fluid Science 32., 158–165.,2007.
Davidson, L., Fluid mechanics, turbulent flow and turbulence modeling, Div. of Fluid Dynamics, Dep. of Applied Mechanics, Chalmers University of Technology, G?teborg, Sweden, 2011.
صنیعی نژاد, م., مقدمه ای بر مفاهیم جریان¬های آشفته و مدل¬سازی آن¬ها:, 1385.
Xu, j., Xie, J and Yu, C.," Hydrodynamic Flow Separation Control through Vortex Generators", proceedings of the Twentieth International Offshore and Polar Engineering Conference, Beijing, China, 2010.
Dymarski, and Kraskowski, M.,"Numerical and Experimental Investigation of the Possibility of Forming the Wake Flow of Large Ships by Using the Vortex Generators", Second International Symposium on Marine Propulsors smp’11, Hamburg, Germany, 2011
Davidson, L., Fluid mechanics, turbulent flow and turbulence modeling, Div. of Fluid Dynamics, Dep. of Applied Mechanics, Chalmers University of Technology, G?teborg, Sweden, 2011.
Versteeg, H, K..," An introduction to computational fluid dynamics the finite volume method", Pearson Education India, 1995.